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大学生电子设计竞赛交流报告 报告人：李兰 赵帅峰 胡景阳 2016年6月25日 各位老师、同学们大家上午好！ 报告内容 内容概述 基础知识 赛题理解 内容概述 近年来，在全国电子大赛赛题中，放大器是出现比较高的一种题型。 2009年宽带直流放大器 2013射频宽带放大器 2015增益可控射频放大器 内容概述 题目涵盖了电子信息各类学生必需掌握的专业基础知识，对专业知识要求相对较低。所以，以放大器为载体构成的电子竞赛题，适用的专业、年级范围宽泛，容易构成“基本要求部分上手容易，发挥要求部分制作难度有梯度，整体工作量适当”的赛题； 放大器是指标型的题目，参数要求灵活，实现方法多样。对学生能力要求较高。 基础知识 一、频谱分析仪部分 什么是频谱分析仪?  频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器，用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量，可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数，是一种多用途的电子测量仪器。我们现在所用的频谱仪大部分是扫频调谐超外差频谱分析仪。   频谱分析仪部分 频谱仪工作原理   输入信号经衰减器以限制信号幅度，经低通输入滤波器滤除不需的频率，然后经混频器与本振(LO)信号混频将输入信号转换到中频(IF)。LO的频率扫频发生器控制。随着LO频率的改变，混频器的输出信号(它包括两个原始信号，它们的和、差及谐波，)由分辨力带宽滤波器滤出本振比输入信号高的中频，并以对数标度放大或压缩。然后用检波器对通过IF滤波器的信号整流，从而得到驱动显示垂直部分的直流电压。随着扫频发生器扫过某一频率范围屏幕上就会画出一条迹线。该迹线示出了输入信号在所显示频率范围内的频率成分。   频谱分析仪部分 输入衰减器   保证频谱仪在宽频范围内保持良好匹配特性，以减小失配误差;保护混频器及其它中频处理电路，防止部件损坏和产生过大的非线性失真。   频谱分析仪部分 混频器   完成信号的频谱搬移，将不同频率输入信号变换到相应中频。在低频段(3GHz)利用高混频和低通滤波器抑制镜像干扰;在高频段(3GHz)利用带通跟踪滤波器抑制镜像干扰。 本振(LO)  它是一个压控振荡器，其频率是受扫频发生器控制的。其频率稳定度锁相于参考源。 扫频发生器   除了控制本振频率外，它也能控制水平偏转显示，锯齿波扫描使频谱仪屏幕上从左到右显示 信号，然后重复这个扫描不断更新迹线。扫频宽度(Span)是从左fstart到右fstop10格的频率差。   包络检波器   输入信号幅度的信息包含在中频信号的幅度中， 通过使用模拟或者数字滤波器，在滤除高的中频信号之后，可以得到中频信号的包络。           对数放大器 对数放大器按照对数函数来压缩信号电平（对于输入电压幅度v,输出电压幅度为logv） ，这大大减小了由检波器所检测的信号电平变化，而同时向用户提供校准成用分贝读数的对数垂直刻度，在频谱分析仪中，由于信号电平大幅度变化，故需要采用对数刻度。 中频放大器 其增益和衰减器设置值连动工作，即当输入衰减10dB时，则中频增益同时增加10dB,使输入信号保持不变。屏幕顶格线参考电平间接设置中频增益值。当参考电平↑(或↓)10dB,则增益↓(或↑)使信号↓移(或↑移)10dB,即改变信号显示位置，但信号幅度保持不变。当输入衰减增加10dB时，信噪比减小10dB.这是因为输入衰减在混频器之前，只对信号电平进行衰减，而噪声是混频以后产生的，为保证输入信号电平不变，混频后的信号要相应地放大10dB,这样噪声也就跟着相应地放大，即噪声电平增加10dB.  视频滤波器 视频滤波器是平滑噪声显示的。它是对检波器输出视频信号进行低通滤波平均处理来平滑显示的。减小视频带宽(VBW)，可对频谱显示中的噪声抖动进行平滑，从而减小显示抖动的范围。这样有利频谱仪发现淹没在噪声中的小功率连续波(CW)信号，还可提高测量的重复性。 检波器   由于从起始频率到终止频率扫描点的数量远远大于仪器能够显示的象素点，测量点到显示点之间有个对应关系，称作检波。   添加幻灯片标题 - 5 相位噪声 频谱仪的相位噪声指本地振荡器短时间稳定度的度量参数。 定义：偏离中心频率多少Hz处，单位带宽内的功率与总信号功率相比。其单位为dBc(1Hz)或dBc/Hz。dBc是某一频点输出功率和载频输出功率的比值的对数表示形式。 平均显示噪声电平   是频谱仪灵敏度的度量指标，决定了频谱仪的最小可检测电平。       如何提升频谱仪灵敏度 关闭衰减 减小RBW 减小VBW 开启前置放大器 动态范围 动态范围是频谱